Wissenschaft

Lernen Sie die Grundlagen von Erdbeben

Erdbeben sind natürliche Bodenbewegungen, die verursacht werden, wenn die Erde Energie freisetzt. Die Wissenschaft der Erdbeben ist Seismologie, „Studie des Schüttelns“ im wissenschaftlichen Griechisch.

Erdbebenenergie kommt von den Belastungen der Plattentektonik. Während sich die Platten bewegen, verformen sich die Steine ​​an ihren Rändern und nehmen die Belastung auf, bis der schwächste Punkt, ein Fehler, reißt und die Belastung löst.

 

Erdbebenarten und -bewegungen

Erdbebenereignisse gibt es in drei Grundtypen, die den drei Grundtypen von Fehlern entsprechen. Die Fehlerbewegung bei Erdbeben wird als Schlupf oder koseismischer Schlupf bezeichnet.

  • Streik-Schlupf- Ereignisse beinhalten eine Seitwärtsbewegung – das heißt, der Schlupf erfolgt in Richtung des Fehlers, der Linie, die er auf der Bodenoberfläche bildet. Sie können rechtsseitig (dextral) oder linksseitig (sinistral) sein. Dies erkennen Sie daran, in welche Richtung sich das Land auf der anderen Seite des Fehlers bewegt.
  • Normale Ereignisse beinhalten eine Abwärtsbewegung bei einem abfallenden Fehler, wenn sich die beiden Seiten des Fehlers auseinander bewegen. Sie bedeuten Ausdehnung oder Dehnung der Erdkruste.
  • Umkehr- oder Schubereignisse beinhalten stattdessen eine Aufwärtsbewegung, da sich die beiden Seiten des Fehlers zusammen bewegen. Die Rückwärtsbewegung ist steiler als eine 45-Grad-Neigung, und die Schubbewegung ist flacher als 45 Grad. Sie bedeuten eine Kompression der Kruste.

Erdbeben können einen schrägen Schlupf haben , der diese Bewegungen kombiniert.

Erdbeben brechen nicht immer die Bodenoberfläche. Wenn sie dies tun, erzeugt ihr Schlupf einen Versatz . Der horizontale Versatz wird als Heben und der vertikale Versatz als Werfen bezeichnet . Der tatsächliche Pfad der Fehlerbewegung über die Zeit, einschließlich seiner Geschwindigkeit und Beschleunigung, wird als Schleudern bezeichnet . Ein Schlupf, der nach einem Beben auftritt, wird als postseismischer Schlupf bezeichnet. Schließlich wird ein langsamer Schlupf, der ohne Erdbeben auftritt, als Kriechen bezeichnet .

 

Seismischer Bruch

Der unterirdische Punkt, an dem der Erdbebenausbruch beginnt, ist der Fokus oder das Hypozentrum. Das Epizentrum eines Erdbebens ist der Punkt auf dem Boden direkt über dem Fokus.

Erdbeben zerstören eine große Zone eines Fehlers um den Fokus. Diese Bruchzone kann schief oder symmetrisch sein. Der Bruch kann sich gleichmäßig von einem zentralen Punkt (radial) oder von einem Ende der Bruchzone zum anderen (seitlich) oder in unregelmäßigen Sprüngen nach außen ausbreiten. Diese Unterschiede steuern teilweise die Auswirkungen eines Erdbebens an der Oberfläche.

Die Größe der Bruchzone – dh der Bereich der Bruchfläche, der reißt – bestimmt die Stärke eines Erdbebens. Seismologen kartieren Bruchzonen, indem sie das Ausmaß von Nachbeben kartieren.

 

Seismische Wellen und Daten

Seismische Energie breitet sich aus dem Fokus in drei verschiedenen Formen aus:

  • Kompressionswellen, genau wie Schallwellen (P-Wellen)
  • Scherwellen, wie Wellen in einem geschüttelten Springseil (S-Wellen)
  • Oberflächenwellen, die Wasserwellen (Rayleigh-Wellen) oder seitlichen Scherwellen (Liebeswellen) ähneln

P- und S-Wellen sind Körperwellen , die sich tief in der Erde ausbreiten, bevor sie an die Oberfläche steigen. P-Wellen kommen immer zuerst an und richten wenig oder gar keinen Schaden an. S-Wellen bewegen sich etwa halb so schnell und können Schäden verursachen. Oberflächenwellen sind noch langsamer und verursachen den größten Teil des Schadens. Um die grobe Entfernung zu einem Beben zu beurteilen, geben Sie die Zeitspanne zwischen dem P-Wellen-Schlag und dem S-Wellen-Wackeln an und multiplizieren Sie die Anzahl der Sekunden mit 5 (für Meilen) oder 8 (für Kilometer).

Seismographen sind Instrumente, die Seismogramme oder Aufzeichnungen von seismischen Wellen erstellen. Starkbewegungs-Seismogramme werden mit robusten Seismographen in Gebäuden und anderen Strukturen erstellt. Daten mit starken Bewegungen können in technische Modelle eingefügt werden, um eine Struktur zu testen, bevor sie erstellt wird. Erdbebengrößen werden aus Körperwellen bestimmt, die von empfindlichen Seismographen aufgezeichnet wurden. Seismische Daten sind unser bestes Werkzeug, um die tiefe Struktur der Erde zu untersuchen.

 

Seismische Maßnahmen

Die seismische Intensität misst, wie schlimm ein Erdbeben ist, dh wie stark an einem bestimmten Ort geschüttelt wird. Die 12-Punkte- Mercalli-Skala ist eine Intensitätsskala. Intensität ist wichtig für Ingenieure und Planer.

Die seismische Stärke misst, wie groß ein Erdbeben ist, dh wie viel Energie in seismischen Wellen freigesetzt wird. Die lokale oder Richter-Größe M L basiert auf Messungen, wie viel sich der Boden bewegt, und die Moment-Größe M o ist eine komplexere Berechnung, die auf Körperwellen basiert. Größen werden von Seismologen und den Nachrichtenmedien verwendet.

Das „Beachball“ -Diagramm des Fokusmechanismus fasst die Schlupfbewegung und die Ausrichtung des Fehlers zusammen.

 

Erdbebenmuster

Erdbeben können nicht vorhergesagt werden, aber sie haben einige Muster. Manchmal gehen Vorbeben Beben voraus, obwohl sie wie gewöhnliche Beben aussehen. Aber jedes große Ereignis hat eine Gruppe kleinerer Nachbeben. die bekannten Statistiken folgen und prognostiziert werden können.

Die Plattentektonik erklärt erfolgreich, wo Erdbeben wahrscheinlich sind. Bei einer guten geologischen Kartierung und einer langen Beobachtungshistorie können Beben im Allgemeinen vorhergesagt werden, und es können Gefahrenkarten erstellt werden, die zeigen, welchen Grad an Erschütterung ein bestimmter Ort über die durchschnittliche Lebensdauer eines Gebäudes erwarten kann.

Seismologen stellen Theorien zur Erdbebenvorhersage auf und testen sie. Experimentelle Pro
gnosen zeigen bescheidene, aber signifikante Erfolge beim Hinweis auf die bevorstehende Seismizität über Monate hinweg. Diese wissenschaftlichen Erfolge sind viele Jahre von der praktischen Anwendung entfernt.

Große Beben erzeugen Oberflächenwellen, die in großer Entfernung kleinere Beben auslösen können. Sie verändern auch den Stress in der Nähe und wirken sich auf zukünftige Beben aus.

 

Erdbebeneffekte

Erdbeben verursachen zwei Haupteffekte: Schütteln und Ausrutschen. Der Oberflächenversatz bei den größten Beben kann mehr als 10 Meter erreichen. Unter Wasser auftretender Ausrutscher kann zu Tsunamis führen.

Erdbeben verursachen auf verschiedene Weise Schaden:

  • Durch den Bodenversatz können Rettungsleinen geschnitten werden, die Fehler überqueren: Tunnel, Autobahnen, Eisenbahnen, Stromleitungen und Wasserleitungen.
  • Schütteln ist die größte Bedrohung. Moderne Gebäude können durch Erdbebentechnik gut damit umgehen, ältere Strukturen sind jedoch anfällig für Beschädigungen.
  • Eine Verflüssigung tritt auf, wenn durch Schütteln der feste Boden in Schlamm verwandelt wird.
  • Nachbeben können durch den Hauptschock beschädigte Strukturen beseitigen.
  • Senkung kann Lebensadern und Häfen stören; Eine Invasion durch das Meer kann Wälder und Ackerland zerstören.

 

Erdbebenvorbereitung und -minderung

Erdbeben können nicht vorhergesagt werden, aber sie können vorausgesehen werden. Bereitschaft rettet Elend; Erdbebenversicherung und Durchführung von Erdbebenübungen sind Beispiele. Schadensbegrenzung rettet Leben; Die Verstärkung von Gebäuden ist ein Beispiel. Beides kann von Haushalten, Unternehmen, Stadtteilen, Städten und Regionen durchgeführt werden. Diese Dinge erfordern ein nachhaltiges Engagement für Finanzierung und menschliche Anstrengungen, aber das kann schwierig sein, wenn große Erdbeben in der Zukunft über Jahrzehnte oder sogar Jahrhunderte hinweg nicht auftreten.

 

Unterstützung für die Wissenschaft

Die Geschichte der Erdbebenwissenschaft folgt bemerkenswerten Erdbeben. Die Unterstützung für die Forschung steigt nach schweren Beben stark an und ist stark, während die Erinnerungen frisch sind, aber allmählich bis zum nächsten großen schwinden. Die Bürger sollten eine stetige Unterstützung für Forschung und damit verbundene Aktivitäten wie geologische Kartierungen, Langzeitüberwachungsprogramme und starke akademische Abteilungen sicherstellen. Andere gute Erdbebenrichtlinien umfassen das Nachrüsten von Anleihen, strenge Bauvorschriften und Zonierungsverordnungen, Schullehrpläne und persönliches Bewusstsein.

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